九州工業大学研究報告（工学）No．32 1976年3月 1狙
FFORTRANベースによるコンピューター性能比較の試み
（昭和50年10月31日 原稿受理）
情報処理教育センター 中 山 泰 雄 中 村 為 雄
中 島 利 幸
深 川 幸 紀
矢 鳴 虎 夫 吉 田 将
Performalce Test fdr Computer Based FORTRAN by Yasuo NAKAYAMA Tameo NAKAMURA Toshivuki NAI｛ASHIMA Yukinori FUKAGAWA Torao YANARU Sho YOSHIDA
There are two Kinds of computer in our Kyushu Institute of Technology for coInmon−use．
One is IBM370−115 for education， another is OKITAC』500 for reserohment．
W。h、v。 i・v・・tig・t・d th…mp・ting P・・f。rm・…t・・t f・・cr・s・一・・e i・f・tu「e・
C。mp。t。ti。。 tim・f・…e・−ch・・g・d・p・・d・。・n・t・・1y・・ithm・ti…mp・t・ti。・but als°曲y・
build−in fuロction，￠ompiler，1ink−edit and so on・
OKITAC 4500 h、， high・・sp・ed・bility f。r sm・1h・mp・t・ti。・th・n lBM 370−115・
It is sug9。・t・d th・t f。・1・・g・…1…mp・t・ti・・， IBM 370−115 i・e∬・cti・・th・n OKITAC 4500・
行った。そのプログラム，時間等について述べる。
1． はじめに
2，ハードウエアの構成 計算機導入の場合選択には，通常，処理時間と共に導
入費，運甑締鯉．主な螺となるカ・、大学の共 両機剛ζついて，・一ドウエアの概略を示す・
同利用では，運営費の一部としての，利用者の負担金は n・IBM 370一ユ15
処理時皿の函数となる場合が多い．本学では，†酬処理 ・酬処醒皿311511描醐ig2KB・サイ 教育センタ＿に，教育用としてIBM 370−115が設置さ クルタイム480ns
れ，併設の情報処理施設には，OKITAC−4500が研究 ラインプリンタ 5203300行／分
用として設置されている。利用者は異なるが，将来，相 カードリーダ OMR付 2501600枚／分 互利用も考えられるので，負担金計算の適切な方法， コンソールディスプレイ
jobの区分を検討する必要があり，両機種の性能比較を 磁気ディスク装置 3340 アクセスタイム25 ms 行った。処理プログラムは現在，FORTRANに限定さ ディスクパック 3348 7｛〕MB 2台 予備2台 れているが，処理の評価は，必ずしも四則演算の実行辿 ディスプレイ端末 13台
度の係数で比較するGib…Mi・の方法だけでは適切 カードパンチ 1台 では無いと考えられる。そこで一応の目安として，教科 b・OKITAC 4500
書・雑誌等に示された例題等をもとにして，FORTRAN 中央処理装置記憶容最 32 K語サィクルタイム 利用者のために各種の油算の処理時間を測定して比較を 600ns
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ラ∵リンタ1°°°行／分 SNGL， REAL， AIMAG， DBLE， C。MPLE瓦 カートリーダ：°°椥分 C6NJG， EX‥EXE CEXE AL・G， DLσG
一ルタイプブイタ1°°字／分 CLdG， AL・G・・， DL・剛SIN， DSIN， CSIN
磁鴛ス働4・92MBアクセ馴ム C・S DC・S・CC・S T蝋SQRエDSQRT：
㌘竺 1璽㌫鷲鴎鶯㌫㌶N2
蹴IBM 37−32bit となり：㌶：差は5；i慧＿をそオ，；オ、
°KITAC 45°°16 bit CALLした実行時間が表2 ・示端果である。
3，計算時間 儲殴ではIBMが高速である。
計算時間の測定には・翅機の・ン・・イラーと異なり 表2 両機種共にCALL CLOCKのサブルーチンが無いた
め 全体の処理時間又嬢行醐の差1、より勅た。 旦敵名
a．演算速度 IABS ABS 四則演算の速さの測定として加算の場合を一例とし DABS
て説明する・ 謬T
① DO 11＝1，1000000 1DINT
lAT−Aユ＋A2 紬D
②DO I I＝1，1000000 DMOD
FLOAT l AT＝A1÷A2十A3 1FIX
①と⑳斯時間には13の加算醐の差力・生じる。 1謡N 従って酵の差を求め・・・・…で割醐1・より・・回の ；§晋 加算時間が求められる。同様にして乗除算の時間を求め EXP
た．表ユに結羅示す。 只鑑
］＝ニー「で「 轟謬H
DLOG 表 1 SIN DSIN
螂加 算i・。s｛13。、 艀鰹
1乗 算． 13μS l 91μ5
1 OKI
32 24 43 37 61 35 侶89 23．5m 37 57 32 37 67 48 工．8m
107 m I．8m 1工5 m 3．4m 170 m
1
IBM
a4m I 担1m
l．8m 1．32m 18 6m 3．01m L8m 2．40m
14 40 23 260 281 210 300 380 1．04m 180 260 50 90 50 45 2．18m 5．52m 2．53m 且99m 2．3m 6．45m
慧記 ；計1iil；・注惣：1い一国
数週 剴 ｝1藍1跳1 ，．函数計算
劃袈藷 ；：1⇒111：1 臓数催卿例とし℃次噸を行う．
度 除 算 23・3m・1765… r10 1血の鞭で・＝0．1〜1．0
までの値を計算する。表4はプログラム例である。
整数・実醐鍵゜KITAC縞速であり 繍度で 結果・KI・9秒IB M・・5秒
はIBMが高速である・ d，紛方程式の解
b．組込函数 標準函数
・KITAC I・繊れた函数の全て（IAB巳ABS 惨・・
織．1㌫；1：繍ID㌶三？D麗， ｛雲＿＋。
MIkMIN 1・AMIN°・AMIN 1・DMIN・・ を炉qγ・1−1・，γ。、＝・・でエ＿旺…、α。ま臼。1 FL°AUFIX・ISIGN・SIGN IDIM・DIM・ きざみでルンゲク・タ法｝・より解く議3はプ。グラム
113
表 3 表5−1
C I8H OK1τ轟K TES† RUHGE−KU1丁』1 ・ C口H同0閥 1凸11000）・：611000，置IC 1000，
C f・脳ムV州真 oo lo 1・1．moo c 50・10・2・ 1A1n・0 01HεN510肝口4hH1与， 8tn・o F1｛恥臼．c，・c ・・ Ic 11噂ロ
FZ4轟18，C11ム■に4 B ， 1口 C口H曹 N田E 200FO且H轟丁口H，エ0其．3HISTI H巳■5
脚TEr6・2001 M喧R xo・o・0 1HO亀1 Yザ1・10・O I8 11・1 冒Z°10・0 005嘱・1．1000 H・0・肛 ・舶 x胆珊 DO 201・い2 1x・ c吐L U岨UINA，
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表4 鵠；E°唱z39 °°T°2
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四5」」1・lo 表5−2 ●其
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2 亡口冊11内UE 10 亡口HI1凪」E 5 cn付「1町UE R∈τURH ll FORHAIIIH ■2013・61 E町0
5TOP E叩
例である。 〜1悶1：li叢11器；．川100。1，1Clloo田 匡Ul■0
結果Olq 34秒王BM 136秒 oo lo J・1，1000 J二．100卜」
但しいずれも結果の出力プIJントは省略した。 認r離措混蒜題1岨 以上の二種の小規模な計算ではOKITACが全体とし 1。と；措；：IAZ°
ては早く処理できる。 ；昆脚
e．STOP ENDテスト
ここでFORTRANソースプログラムの最少構成での 1器；言：T；：111器1，1臼 。。。，，lcl1。。。》
テストを試みる。 ！1．｝；謁蜘゜
」田．JC−1
STOP K4zo・1削」ロー1こI」Cl IFl民∩￡o．GE．01 cO TO〜
END ll｛1 ㍑㍑盟11。，K直z11
の2つのステートメントの実行を行ってみる。このプ回 □ll謂1跳；1 10cOH†川uεグラムのコンパイル，リンク，実行，の全時聞で RεrU日H ENO OKI 14秒 IBMユ07秒
IBMでは，リンクエデット等 オーバヘッドの時間 珊剛丁！HE KEIA 刷。・民凸川 民 1蝋Morlo
が非常に大きい6従って小さな計算はOKITACが多丑 二 ：1｝呂＃z脚An叫o に処理できる場合が多い口 帥
f．高精度計算 行われ，例えば訂の10万桁とか，eの高精度計算が対 計算機の能力比較には，高精度計算の時間測定が良く 象となる。ここでは一例としてπの1000桁計算を行っ
114
た。表5はプログラム例である。 表 7 結果Olq 2時間43分17秒IBMユ時間31分26秒 5TATEHEM
この様な計算ではIBMがかなり速くなる・ 瓢；．｛語漂品 曲罵燗 9・長時間汁算 1811漂｛u2｝
計算機の安定性を調べる長時間連続計算に，双児素数 1。、：鍵。ほ，il酷、u．山，、．h，旧
エエロ ドロ リムじロきロドるロエノエロ エ ドら ユき
の計算がある・ここではOKITACの制約（整数｛ま 紺，器。川．．、n．＿，
32767まで）のもとで30000までの整数で，双児素数計 200F：1：；丁 1HO°3°x°5H瓦t 12 3H】＝ F1 1 算を行った。表6はプログラム例である。 E胆
、
5TATεH臼打 表 6
51旧ROUT E 51HEO
〔 TI…三1 PROCRA筒 COHH｛ハH ／5EOノ且 30151，■H，其4工O｝
DI蠕，」SIOP6 5nSUI10900，lIこUOO｝ 醐『°1 1505ulu班 D白10 K＝1・N い1 H 言K 瑠．100□oo DO ZO I＝K噛討
1H1ロ11 1FIA5三IAll1翼｝］・O可■A55 凸｛HAX■κ，ハ， H直苦＝I
D5口1臼1，H 20亡0酊1聞正
」−1卜IXI5q宮丁｛FLO真TIIJ｝1◆1 1F HAX．EO・に1 00 1「0 30 D口20K。2．J Dロ叩」・K凶1 1臼m田11K，ハ20．10、zo TFAt民・J）
旦0即1」丁川」E 良 曹」）＝AtHAX．」1 レLd 40鼻 HAX・J1江T Iso5UI口耳1 30κ1言K．1 1只．I DO 50 J：期川1 11二11甘三■E口■IH1Φ三」 HFIIτEI占．三｝01 1H1，1材Z 50 A ［こ1J，言A K甘J1／A【K K，
ユ。F鵬HA川H．2。苫．1心1101 00601司・帥
1吐1冨1ばZ IF［1■EO■匡ハ 6n 「0 60 1』C抽r 町UE DO 70♪粍1，H1
〜τ』P 70A口山・A口・J｝−Aq・R］ A ・」1
∈1口 凸o coHTlN凡」E
10 亡0甘TINUE 口o且O I：1，ト1 ぽロ スくエハロ しリエハ
結果OKI 3分ユ4秒IBM 6分46秒 1畠UR，」
OKITACの制約下ではOKIが高速だが，これだけ
では優劣は判定しがたい。 表 8 h．連立方程式 糊號口， 川1°°°°1 多元辿立方程式の例として30元の迎立方程式を解く， ：1品獄蒜1則 オムオユコロユロ
ここでもOKITACの酬が・整数約10000実数6000 °品1：；三：uE の制約があり，大きな配列がとれないので，一応30元 毘1国州 程度にとどめた。表7はプログラム例 詰：㌧J、H
ユロい しロ ロセ ロ ばロ ニコし
結果OKI 3分14秒IBM 6分46秒 z｝1：｛1浩
この程度ではOKIが便利だが，9と同じく判定しが 橿呂：措聞 ユ にロばココロリモ
たい。 smP
・ E聞n
l． ソー一ト
コアソートもかなり時間を要する計算である白例とし
て3000個の乱数を発生しソートを行った。表8はプロ 低速となる。従って，それぞれの計算機のシステムオ＿
グラム例 バーへ・ドや，コンパイラーの特質等についてある程度 結果OKI 52分56秒IBM 13分47秒 の理解を前提として適切な使いわけが必要である。
但し乱数発生時間は除く 単なるバッチ処理の学生教育実習用としてみると，む この計算ではπと同じくIBMがはるかに便利であ しろOKITAC 4500の方が適当であるかも知れない．
る。尚ペントミノの計算もくりかえしの多い例としてよ IBM 370−115は仮想記憶方式であり，この特質を充分 く用いられる。 生かした利用体系が利用者に提供される事が我々の次の 課題である。
4． 判 定
ここでは1／0及び補助記憶装置，ワークファィル等 以上の計算例からみると・小さな計算にはOlqTAC については全然ふれていないが，これも含めて今後，種 が便利であり・大きな計算にはIBM力堰利である・ 々のテス時試みてゆく予定である。
OKITACで倍精度計算が遅いのはソフトで・実行し 尚データーの整理等で，本センター豊沢冒1務官にお世 ているためであり 又配列を用いた計算もOKITACは 話になった。ここに謝意を表する。
